6.5. Энергетические характеристики приводов с электромагнитными муфтами.

Мощность, потребляемая приводом, однозначно связана с моментом, развиваемым двигателем. Момент приводного двигателя можно определить, если известны закон движения выходного вала , момент инерции нагрузки и момент сопротивления на выходном валу.

Решая уравнения (6.5) и (6.6) относительно , получим

(6.15)

где - электромеханическая постоянная времени приводного двигателя.

Так как результирующий момент, развиваемый блоком муфт

(6.16)

то уравнение (7.15) может быть переписано в виде

(6.17)

Рассмотрим два случая, наиболее часто встречающихся в практике.

Случай малых токов покоя, когда начальные моменты, развиваемые муфтой малы.

Уравнение (6.17) в этом случае примет вид

(6.18)

Если и выходной вал привода вращается с постоянной угловой скоростью , то момент, развиваемый двигателем, будет также постоянным и на основании уравнения (6.18),он будет равен

(6.19)

Случай больших токов покоя, когда ток в обмотке при нулевом управляющем сигнале выбирается так, чтобы момент создаваемый муфтой, соответствовал середине линейного участка характеристики. В этом случае сумма моментов , развиваемых муфтами в процессе работы, практически остаётся постоянной и поэтому момент приводного двигателя

(6.20)

Определим мощность потребную в приводном двигателе для этих случаев.

(6.21)

(6.22)

Потери мощности в приводе определяются

(6.23)

(6.24)

здесь: - механическая мощность на выходном валу следящего привода.

Для удобства анализа влияния параметров привода и режима работы на потери мощности в приводе перейдем к относительным величинам.

В качестве базовых величин принимаем:

для угловой скорости выходного вала ; для мощности – ; для момента на валу двигателя – .

Тогда (7,21) (7,24) в относительных величинах будут иметь вид:

(6.25)

(6.26)

(6.27)

(6.28)

здесь: - относительная угловая скорость вращения выходного вала;

-приведенный к валу двигателя момент сопротивления в относительных единицах;

-приведенный к валу двигателя максимальный момент муфты в относительных единицах.

Очевидно, что

Вследствие этого мощность потребляемая при малых токах покоя меньше, чем при больших токах покоя в раз.

При малых токах покоя величина угловой скорости вала ограничена условием

или в относительных единицах (6.29)

При больших токах покоя

(6.30)

или (6.31)

Тогда

(6.32)

(6.33)

На рис 6.12 приведены зависимости и от угловой скорости выходного вала при и . Для сравнения на этом же графике показаны потери мощности в двигателе постоянного тока, управляемого якорным способом. Потери в двигателе в последнем случае не зависят от угловой скорости и пропорциональны моменту сопротивления.

Потери в двигателе постоянного тока не зависят от угловой скорости и пропорциональны квадрату момента сопротивления

Рис 6.12. Энергетические характеристики приводов с муфтами.

Из приведенных соотношений и графиков видно, что при постоянном моменте сопротивления с уменьшением угловой скорости выходного вала потери мощности в муфтах увеличиваются настолько, насколько уменьшается механическая мощность на валу. Мощность, потребляемая двигателем, и потери мощности в приводном двигателе от угловой скорости не зависят.